Impact of Thickness on the Optical Properties of Selenium Thin Films

• Shiva Udachan ^[1] ; Narasimha Ayachit ^[1] ; Lingappa Udachan ^[2] ; Raghunanda Halembre ^[3]
  1. [1] Rani Channamma University
  2. [2] Channabasaveshwar Arts, Science and Commerce College
  3. [3] Government First Grade College

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• Localización: Ingeniería y universidad, ISSN 0123-2126, Vol. 25, Nº 0, 2021
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Impacto del espesor sobre las propiedades ópticas de las películas finas de selenio
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• Resumen
  • español

    Objetivos: El objetivo principal de esta investigación es el de realizar un estudio sistemático sobre el impacto que tiene el espesor sobre las propiedades ópticas tales como la banda prohibida, coeficiente de absorción, densidad óptica, entre otras, para las películas finas de selenio. La comprensión de la banda prohibida y su influencia en el espesor de la película es de suma importancia para la adquisición de la caracterización eléctrica deseada de las películas semiconductoras. Materiales y métodos: Se depositó selenio de ultra pureza (99,99%) sobre sustratos de vidrio. Durante la deposición, se hizo girar el sustrato de vidrio en su respectivo soporte a velocidad constante para obtener un recubrimiento uniforme. Resultados y discusión: Los hallazgos de XRD indican que el selenio es de naturaleza amorfa. Se encuentra que la banda prohibida de la banda óptica toma forma descendente (2,3 a 2eV) con el aumento del espesor de la película en el intervalo 200 a 1000 nm. La banda prohibida de la banda obedece la ley del cuadrado inverso respecto al espesor. Conclusión: Hemos generado correctamente películas finas de Se por debajo del límite de longitud de onda de De Broglie mediante evaporación térmica en vacío. La densidad óptica varía directamente con el espesor de la película. Los coeficientes de absorción se ubicaron en el intervalo (0,5 a 4) × 107 m-1 . Los resultados de AFM confirmaron que el tamaño nanométrico de Se aumenta con el incremento del espesor. Tanto los límites del grano como las regiones subgranulares son claramente visibles en las micrografías SEM

  • English

    Objectives: The primary objective of this investigation is to make a systematic study on the impact of thickness on optical properties, such as energy gap, absorption coefficient, optical density etc., for selenium thin films. Understanding of the band gap energy and its influence on film thickness is of utmost importance in acquiring the intended electrical characterization of semiconducting films. Materials and methods: Ultra-purity selenium (99.99 %) was deposited on glass substrates. During deposition, the glass substrate with its holder were rotated with constant speed to have a smooth coating. Results and discussions: The XRD findings indicate that selenium is amorphous in nature. The optical band gap energy is found to be decreasing form (2.3 to 2eV) with the rise of film thickness in interval (200 to 1000 nm). The band gap energy obeys inverse square law with respect to thickness. Conclusion: We have properly grown thin films of Se below the De Broglie wavelength limit by thermal evaporation in vacuum. The optical density varies directly with film thickness. The absorption coefficients were in the interval (0.5 to 4) × 107m-1. The AFM results confirmed that the Se nano-size increases with the increase in thickness. Both the grain boundaries and sub-grain regions are clearly visible in the SEM micrographs